Android －BLE蓝牙小DEMO
一、ble简单介绍 BLE: Bluetooth Low Energy,即蓝牙低功耗，它是一种技术，从蓝牙4.0开始支持。蓝牙低功耗芯片有两种模式：单模和双模。 单模：只能执行低功耗协议栈，也就是只支持ble。双模：支持传统蓝牙以及ble的使用。 较传统蓝牙：传输速度更快，覆盖范围更广，安全性更高，延迟更短，耗电低等优点。 关键术语和概念：Gatt：(Generic Attribute Profile)—通用属性配置文件，用于在ble链路上发送和接收被称为“属性”的数据块。目前所有的ble应用都是基于GATT的。一个设备可以实现多个配置文件。 ble交互的桥梁是Service、Characteristic、Desciptor。Characteristic：可以理解为一个数据类型，它包括一个value和0至多个对此characteristic的描述（Descriptor）。 Descriptor：对Characterisctic的描述，如范围、单位等。 Service：Characteristic的集合。它可以包含多个Characteristic。 一个ble终端可以包含多个Service，一个Service可以包含多个Characteristic，一个Characteristic包含一个value和多个Descriptor，一个Descriptor包含一个value。其中Characteristic比较重要，用的比较多。这三部分都由UUID作为唯一标示符，以此区分。UUID（Universally Unique Identifier），含义是通用唯一识别码，它是在一定范围内唯一的机器生成的标识符。标准的UUID格式为：xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx (8-4-4-4-12)。 ble中有四个角色：广播者（Braodcaster）：广播发送者，是不可连接的设备。观察者（Observer）：扫描广播，不能够启动连接。广播者和观察者不能建立连接。应用：温度传感器和温度显示器。外围（periphery）：广播发送者，可连接的设备，在单一链路层作为从机。中央（central）：扫描广播，启动连接，在单一或多链路层作为主机。 中央和外围可以进行配对、连接、数据通信。应用：手机和手表。一个中央可以同时连接多个周边，但是一个周边只能连接一个中央(但是我测试，周边可以连接多个中央设备，并且能正常通信)。二、Android 注意：Android 4.3（API 18）引入ble相关接口。相关类目录：frameworks/base/core/java/android/bluetooth/BluetoothGatt：中央使用和处理数据；BluetoothGattCallback：中央的回调。 BluetoothGattServer：周边提供数据； BluetoothGattServerCallback：周边的回调 BluetoothGattService：Gatt服务 BluetoothGattCharacteristic：Gatt特性 BluetoothGattDescriptor：Gatt描述2.1 中央设备 搜索ble设备 //搜索附近所有的外围设备 mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback); //搜索某些uuid的外围设备。 mBluetoothAdapter.startLeScan(uuid[] ,mLeScanCallback); 停止扫描 mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback); 监听扫描结果。 mLeScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() { public void onLeScan(BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) { } }; device 搜索到的ble设备。rssi 信号强度scanRecord 远程设备广告记录的内容（蓝牙名称） 发起连接请求，获得中央。 mBluetoothGatt = device.connectGatt(mContext, false,mGattCallback);第二个参数： 如果为false，则直接立即连接。如果为true，则等待远程设备可用时（在范围内，。。）连接。并不是断开后重新连接。 第三个参数：连接回调private BluetoothGattCallback mGattCallback = new BluetoothGattCallback() {};BluetoothGattCallback 类中提供了许多回调，包括：连接状态改变、characteristic的read、write、change，mtu change等。根据需要实现即可。 连接成功后，发送 gatt服务发现请求。mBluetoothGatt.discoverServices().发现服务成功会失败都会回调onServicesDiscovered()函数。通过mBluetoothGatt.getServices()获取连接的ble设备所提供的服务列表，返回值类型为List。 //连接状态改变回调 onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState){ if(newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED){ //连接成功后，发送发现服务请求。 mBluetoothGatt.discoverServices(); } } //发现服务回调。 public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) { if(status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS){ //发现成功后，则可以通过下面方法获取service 列表。 mBluetoothGatt.getServices(); } } 获得Characteristic和Descriptor。 通过服务列表中的BluetoothGattService，可以获取到服务所包含的characteristic（getCharacteristics()返回值类型为List）。 通过BluetoothGattCharacteristic可以获取特征所包含的descriptor（getDescriptors()返回值类型是List）。 BluetoothGattService、BluetoothGattCharacteristic和BluetoothGattDescriptor三个类中都提供了一个方法getUuid()，通过该方法可以获取其对应的uuid，从而可以判断是否是自己需要的service、characteristic或者descriptor。 通过获取的特征值，可以进行下操作： 写入特性值 读取特性值 订阅特性值。写入特征值： characteristic.setValue(data.getBytes()); mBluetoothGatt.writeCharacteristic(characteristic); 要想成功写入特征值： 首先此characteristic属性满足BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITY或BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITY_NO_RESPONSE,如果其property都不包含这两个，写特征值writeCharacteristic()函数直接返回false，什么都不做处理（具体可以看BluetoothGatt源码）。其次此characteristic权限应满足BluetoothGattCharacteristic.PERMISSION_WRITE,否则onCharacteristicWrite()回调收到GATT_WRITE_NOT_PERMITTED回应。写特征值前可以设置写的类型setWriteType()，写类型有三种，如下： WRITE_TYPE_DEFAULT 默认类型，需要外围设备的确认，也就是需要外围设备的回应，这样才能继续发送写。WRITE_TYPE_NO_RESPONSE 设置该类型不需要外围设备的回应，可以继续写数据。加快传输速率。WRITE_TYPE_SIGNED 写特征携带认证签名，具体作用不太清楚。 外围设备收到中央写特征值的请求，会回调 onCharacteristicWriteRequest如果此次请求需要回应，则外围设备回应 mGattServer.sendResponse中央设备收到响应，回调onCharacteristicWrite(BluetoothGatt gatt,BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status)读取特征值： mBluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic);读特征值与写类似，也需要响应的权限和属性。该characteristic属性需包含PROPERTY_READ，否则直接返回false（具体可以看BluetoothGatt源码）。该characteristic权限应满足BluetoothGattCharacteristic.PERMISSION_READ，否则onCharacteristicRead()回调收到GATT_READ_NOT_PERMITTED回应。 外围设备接收到中央设备的读特征值请求，则会回调 onCharacteristicReadRequest（）函数，外围设备应该回应此请求 sendResponse。中央设备收到响应回调onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status)订阅： //第二个参数：true则订阅该特征，false则取消订阅。mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, true);当指定Characteristic值发生变化时，是否接收通知。当设为true，如果Characteristic发生变化时，会回调方法：onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic)通过参数characteristic，可获得getValue获得其中的内容。注意：虽然订阅了该特征，并且该特征属性也满足PROPERTY_NOTIFY，但是并没有收到特征值改变的回调。这是为什么呢？查看sdk中的demo，发现需要写一下Descriptor。这样就可以正常监听特征值的改变了。 //CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG = "00002902-0000-1000-8000-00805f9b34fb" BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic.getDescriptor( UUID.fromString(SampleGattAttributes.CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG)); descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE); mBluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor); 中央设备的其他一些方法readDescriptor(descriptor) 读取描述writeDescriptor(descriptor) 写描述readRemoteRssi() 读取连接设备的rssi。disconnect(); 断开bel连接。close(); 关闭中央设备。（不用时及时关闭，否则有的手机重连连不上。）2.2 外围设备获取/打开周边（外围） mGattServer = mBluetoothManager.openGattServer(mContext, callback); //其中callback是一个MyGattServerCallback（继承了BluetoothGattServerCallback）对象。 初始化描述、特性和服务。 //描述: new BluetoothGattDescriptor(UUID.fromString(DESC_UUID), descPermissions); //特性 : final int properties = BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_READ | BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITE | BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_NOTIFY; final int permissions = BluetoothGattCharacteristic.PERMISSION_READ; | BluetoothGattCharacteristic.PERMISSION_WRITE; new BluetoothGattCharacteristic(UUID.fromString(CHAR_UUID), properties, permissions); gattChar.addDescriptor(gattDesc); property 表示属性。permission 表示权限。这两个都和权限相关。如果property未设置PROPERTY_READ，permission设置PERMISSION_READ，则中央设备readCharacteristic主动读取特征值方法返回false，此操作失败。而如果property设置PROPERTY_READ，permission未设置PERMISSION_READ，则中央设备readCharacteristic主动读取特征值方法返回true，此操作成功，外围设备发送响应，中央设备收到响应 GATT_READ_NOT_PERMITTED。所以说如果想要characteristic可读，则这两个都要设置。PROPERTY_WRITE和PERMISSION_WRITE也和上面类似。PROPERTY_NOTIFY 表示支持notification。 //服务： BluetoothGattService bs = new BluetoothGattService( UUID.fromString(SERV_UUID), BluetoothGattService.SERVICE_TYPE_PRIMARY); bs.addCharacteristic(gattChar); 第二个参数为service type,SERVICE_TYPE_PRIMARY 基础服务、主要服务。SERVICE_TYPE_SECONDARY 辅助服务（由初级服务包含在内）。BluetoothGattService 类中方法addService(bluetoothGattService)，将辅助服务添加到主要服务中。getIncludeedServices() 获取包含的服务列表。getType() 获取服务的type。getUuid() 获取服务的UUID。添加服务mGattServer.addService(bs);设置广播数据开始广播这在android4.3没有提供，在android5.0才提供了设置广播数据，发送广告包等方法。我们开发是基于android4.3的，按理说我们是不可以作为外围设备的，不过我们framework以及底层都进行了修改，提供了这些方法，说以我们的android4.3设备可以作为外围。 mGattServer.startAdvertising();//开始广播mGattServer.stopAdvertising();//停止广播收到central扫描请求，回应扫描请求。这个不需要我们管理，此时会广播之前的设置的广播数据。收到central连接请求，建立连接。 连接成功后 外围可以断开连接。mGattServer.cancelConnection(device);响应central发起的gatt服务发现请求，回应服务信息。响应central发起的gatt特性发现请求，回应特性信息。响应central发起的gatt描述发现请求，回应描述信息。这三个不需要我们去操作，系统底层会处理。对central的读写做响应。回应特性值更新特性值。回应特征值：MyGattServerCallback extends BluetoothGattServerCallback.其中有几个常用的方法：onConnectionStateChange(BluetoothDevice device, int status, int newState)监听设备连接状态。 device远程设备 newStateble连接状态，只能为BluetoothProfile.STATE_CONNECTED和BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED。 onCharacteristicReadRequest(BluetoothDevice device, int requestId, int offset,BluetoothGattCharacteristic characteristic)监听中心设备读Characteristic的请求， requestId 请求的标识。 offset 特性值偏移量。 Characteristic 要读的特性。此方法要求作出响应。mGattServer.sendResponse(device, requestId,BluetoothGatt.GATT_SUCCESS, offset, null); 最后一个参数可以设置传的数据，byte［］类型的。 onCharacteristicWriteRequest(BluetoothDevice device, int requestId, BluetoothGattCharacteristic characteristic,boolean preparedWrite, boolean responseNeeded, int offset, byte[] value)监听中心设备写Characteristic的请求， preparedWrite true则写操作必须排队等待稍后执行。 responseNeeded 是否需要响应。 value 写的数据。需要响应则必须sendResponse.更新特征值：外围设备向中心设备不能发送数据，必须通过notify 或者indicate的方式，andorid只发现notify接口。characteristic.setValue(res.getBytes());mGattServer.notifyCharacteristicChanged(device,characteristic, false);最后一个参数表示是否需要客户端确认。
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